简易智能电动车设计(2)

本简易智能电动车采用简单的人工智能技术,以单片机为核心,根据位置反馈传感器、红外对射、反射传感器、光电传感器以及金属探测传感器所探测到的信号,可以自动寻迹,变速行驶,前轮转动控制,正向逆向行驶,记忆状态,车辆弯道寻迹运行,绕过障碍物行驶,准确进入车库并停车,实时探测金属薄片存储相关信息并发出声光信号,以及测量全程时间、全程路程等功能。

1 方案比较、设计与论证 1.1 控制电机选择的比较与论证

方案一 利用步进电机的准确定长步进性能方便的实现调速和方向的偏转，且能准确的测量速度、路程以及时间，简化编程和硬件连接的工作量。但是步进电机在与机械配合的小车改装上难度极大，非短时间所能完成。该方案实现较困难。

方案二 用玩具小车上自带的双直流电机分别负责小汽车的驱动和转向的功能，依据外围红外反射传感器所采集到的信息可以补足直流电机定位不准的缺点，同时红外反射传感器的使用还能实现比较准确的寻迹行驶，用较好的控制算法及特色硬件来提高小车的整体性能，可具有很高的性能/价格比。

经比较验证，显然方案一的机械结构也短时间内难以满足题目的要求，而方案二本身是与小车相兼容的，性能也比较好，采用方案二。

1.2 整机控制的比较与论证

方案一 单片机地址使用两片GAL16V8译码控制双电机，通过读入红外对射传感器信号清看门狗MAX813L，达到控制寻迹逻辑的目的。这样能节省单片机的口资源，而且能充分利用单片机外64K地址。 但是，经测试GAL16V8消耗电能太大,每片工作电流大约40mA，对简单的电池供电的系统来说十分不利。

方案二 用简单的或门电路构成译码电路，控制双电机和红外对射传感器。单片机用位控技术完成其他控制功能。虽然这样占用了单片机很多的资源，但是对于能源要求很高的本系统来说，这在很大程度上保证了系统的正常工作，而且能大幅度节省能源。

经验证比较，方案一存在消耗电能过大的缺点，而且对于本系统来说，能源问题是十分关键的，但方案二完全避免了这个问题，采用方案二。

1.3 显示存储信息和全程时间部分的比较与论证

方案一 用普通的数码管来实现显示功能。这种方法简单易行，并且适合于硬件操作，但是数码管消耗电流特别大，对电源的容量要求很高，而且不能显示汉字因而难以适应电池供电系统的节能运行要求。

方案二 使用液晶显示板来完成显示的功能。液晶显示板的操作需要一定的难度和技巧，而且很容易损坏，所以其硬件需要谨慎使用，但是它解决了数码管存在的各种问题，如消耗电能特别小、能显示多行汉字等。

经验证比较，方案二不但能节省电能，而且能实现普通数码管无法实现的汉字显示功能。采用方案二。

1.4 探测及绕开障碍物的比较与论证

方案一 探测障碍物使用超声波传感器。经实验，使用超声波传感器探测信号时十分容易受到外界环境的影响，使单片机控制系统接收到许多错误的信息。